C++高频知识点（二十一）

101. 谈谈你对友元函数的认识

1. 友元函数的定义和使用

友元函数在类中通过关键字friend声明，表示该函数被赋予访问该类的私有和受保护成员的权限。

#include <iostream>class MyClass {
private:int secret;public:MyClass(int val) : secret(val) {}// 声明友元函数，记住这个关键字 friend 面试官可能会问这个关键字friend void showSecret(MyClass &obj);
};// 友元函数的定义
void showSecret(MyClass &obj) {std::cout << "The secret is: " << obj.secret << std::endl;
}int main() {MyClass obj(42);showSecret(obj);  // 输出: The secret is: 42return 0;
}

在上面的例子中：

• MyClass类有一个私有成员secret。
• showSecret函数被声明为MyClass的友元函数，因此它可以直接访问MyClass对象的私有成员secret。

2. 友元函数的特性

3. 友元函数的用途

举个例子：操作符重载

#include <iostream>class Complex {
private:double real, imag;public:Complex(double r, double i) : real(r), imag(i) {}// 声明友元函数，用于重载+运算符，这样两个类对象就可以相加操作了friend Complex operator+(const Complex &c1, const Complex &c2);void display() const {std::cout << real << " + " << imag << "i" << std::endl;}
};// 定义友元函数
Complex operator+(const Complex &c1, const Complex &c2) {return Complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);
}int main() {Complex c1(1.5, 2.5), c2(3.0, 4.0);Complex c3 = c1 + c2;  // 调用友元函数c3.display();  // 输出: 4.5 + 6.5ireturn 0;
}

4. 友元函数的缺点和注意事项

102. 什么是观察者模式？

实现一个观察者模型

下面是一个简单的C++实现观察者模式的例子，模拟了一个天气预报系统。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <algorithm>// 观察者接口
class Observer {
public:virtual void update(float temperature, float humidity, float pressure) = 0;virtual ~Observer() = default;
};// 主题接口
class Subject {
public:virtual void registerObserver(Observer *observer) = 0;virtual void removeObserver(Observer *observer) = 0;virtual void notifyObservers() = 0;virtual ~Subject()  = default;
};// 具体的主题类（天气数据）
class WeatherData : public Subject {
private:std::vector<Observer*> observers;float temperature;float humidity;float pressure;public:void registerObserver(Observer *observer) override {if (std::find(observers.begin(), observers.end(), observer) == observers.end())observers.push_back(observer); }void removeObserver(Observer *observer) override {// std::remove（只是“重排”，不删元素）, 把不等于 o 的元素“挤到前面”，并保持它们的相对顺序；把“不该删”的元素挤到前面，并返回“新的逻辑末尾”迭代器；不改变容器大小// 调用后，[first, new_end) 这段是你想保留的元素；[new_end, last) 是待丢弃的“尾巴”。// 它返回一个新的迭代器，指向容器中移除元素后的“新末尾”，即所有不等于 value 的元素之后的位置。// 删除 [first, last)，包含 first，不包含 last。// 传入 new_end 和 end()，等价于“从新末尾删到原末尾”observers.erase(std::remove(observers.begin(), observers.end(), observer), observers.end());}void notifyObservers() override {for (Observer *observer : observers) {observer->update(temperature, humidity, pressure);}}// 模拟数据更新void setMeasurements(float temp, float hum, float press) {temperature = temp;humidity = hum;pressure = press;notifyObservers();}
};// 具体的观察者类
class CurrentConditionsDisplay : public Observer {
public:void update(float temperature, float humidity, float pressure) override {std::cout << "Current conditions: " << temperature << "C degrees and " << humidity << "% humidity." << std::endl;}
};int main() {WeatherData weatherData;CurrentConditionsDisplay currentDisplay;weatherData.registerObserver(&currentDisplay);weatherData.setMeasurements(45.0, 65.0, 1013.1);  // 模拟新的天气数据weatherData.setMeasurements(52.5, 70.0, 1012.5);  // 模拟新的天气数据return 0;
}

• WeatherData：是主题（Subject），它维护了一个观察者列表，并在其数据变化时通知观察者。
• CurrentConditionsDisplay：是观察者（Observer），它在接收到WeatherData的通知时，根据新的天气数据更新显示。

与发布订阅模式的区别

如果想严格区分 观察者模式 和 发布订阅模式的区别。请看下面的总结。

103. 虚函数说一下，虚函数和纯虚函数的区别？

104. 说说map和unordered_map的区别，实现方式

1. map 与 unordered_map 的区别

2. map 的实现方式：红黑树

map 是通过红黑树实现的，红黑树是一种自平衡二叉搜索树，确保在插入、删除、查找等操作后树的高度近似平衡，从而保证操作的时间复杂度为 O(log n)。

3. unordered_map 的实现方式：哈希表

unordered_map 通过哈希表实现，它利用哈希函数将键值映射到不同的桶（bucket），从而实现快速查找

4. 使用示例

使用 map

#include <iostream>
#include <map>int main() {std::map<int, std::string> myMap;myMap[1] = "One";myMap[3] = "Three";myMap[2] = "Two";// 按键的顺序输出for (const auto& [key, value] : myMap) {std::cout << key << ": " << value << std::endl;}return 0;
}

使用 unordered_map

#include <iostream>
#include <unordered_map>int main() {std::unordered_map<int, std::string> myUnorderedMap;myUnorderedMap[1] = "One";myUnorderedMap[3] = "Three";myUnorderedMap[2] = "Two";// 输出顺序不固定for (const auto& [key, value] : myUnorderedMap) {std::cout << key << ": " << value << std::endl;}return 0;
}

set 和 map 的区别

105. HTTPS加密方式

证书和颁发验证的过程示意图

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